煤直接制甲烷的热力学分析和实验研究
煤直接制甲烷的热力学分析和实验研究【摘要】:煤制甲烷对清洁转化利用煤炭、优化终端能源结构具有重要意义。本论文研究煤、水蒸气、CO2吸收剂的气化反应体系,集成反应和分离、吸热和放热于
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ221.11;TQ536
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 目录8-16
- 第一章 绪论16-40
- 1.1 研究背景及意义16-19
- 1.2 煤制甲烷工艺研究现状19-28
- 1.2.1 蒸汽-氧气气化19-24
- 1.2.2 加氢气化24-26
- 1.2.3 催化蒸汽气化26-28
- 1.3 加氢气化研究进展28-32
- 1.3.1 煤制甲烷相关反应基础28-29
- 1.3.2 实验研究29-32
- 1.4 CO_2吸收剂在制氢领域的应用研究32-36
- 1.5 课题的提出36-38
- 1.6 研究内容38-40
- 第二章 煤直接制甲烷热力学平衡分析40-62
- 2.1 煤直接制甲烷反应条件探讨40-49
- 2.1.1 温度的影响41-42
- 2.1.2 压力的影响42-43
- 2.1.3 温度和压力的综合影响43-45
- 2.1.4 Ca/C的影响45-46
- 2.1.5 H20/C的影响46-47
- 2.1.6 Ca/C和H20/C的综合影响47-49
- 2.2 煤直接制甲烷反应系统热量平衡研究49-60
- 2.2.1 煤直接制甲烷反应器热量平衡研究50-55
- 2.2.2 双反应器系统热量平衡研究55-60
- 2.3 本章小结60-62
- 第三章 煤直接制甲烷的定容实验研究62-88
- 3.1 实验装置62-67
- 3.1.1 装置结构62-64
- 3.1.2 测量手段及分析64-66
- 3.1.3 实验步骤66-67
- 3.2 实验装置调试67-68
- 3.2.1 系统升温测试67
- 3.2.2 系统压力测试67-68
- 3.3 煤直接制甲烷实验结果与分析68-85
- 3.3.1 典型煤直接制甲烷工况分析68-72
- 3.3.2 煤直接制甲烷与其他工艺典型工况对比72-73
- 3.3.3 反应停留时间的影响73-74
- 3.3.4 温度的影响74-77
- 3.3.5 压力的影响77-80
- 3.3.6 Ca/C的影响80-83
- 3.3.7 H2O/C的影响83-85
- 3.4 本章小结85-88
- 第四章 煤直接制甲烷的固定床实验研究88-120
- 4.1 定压实验装置89-90
- 4.2 固定床实验系统调试与实验90-93
- 4.2.1 固定床实验系统调试90-91
- 4.2.2 固定床实验操作步骤91-93
- 4.3 煤直接制甲烷反应的单元分析93-102
- 4.3.1 煤直接制甲烷固定床典型工况实验93-94
- 4.3.2 煤热解固定床实验94-95
- 4.3.3 煤蒸汽气化反应95-96
- 4.3.4 煤与CaO反应96-97
- 4.3.5 气化合成气制甲烷实验97-98
- 4.3.6 煤加氢气化98-99
- 4.3.7 各反应工况实验效果对比99-102
- 4.4 影响煤直接制甲烷反应的因素102-117
- 4.4.1 压力的影响102-105
- 4.4.2 温度的影响105-106
- 4.4.3 加水方式的影响106-109
- 4.4.4 水蒸气分压的影响109-113
- 4.4.5 煤与CaO分层的影响113-117
- 4.5 本章小结117-120
- 第五章 煤直接制甲烷的流化床连续实验研究与分析120-136
- 5.1 煤直接制甲烷流化床实验装置120-125
- 5.1.1 流化床实验装置调试及改造120-123
- 5.1.2 流化床实验操作步骤123-125
- 5.2 典型煤直接制甲烷流化床实验125-130
- 5.2.1 不同水蒸气分压的影响125-128
- 5.2.2 不同Ca/C的影响128-130
- 5.3 煤直接制甲烷典型工况分析130-133
- 5.4 本章小结133-136
- 第六章 结论与展望136-138
- 6.1 本文结论136-137
- 6.2 本文主要创新点137
- 6.3 下一步工作展望137-138
- 参考文献138-146
- 攻读博士学位期间参加的科研项目146-147
- 攻读博士学位期间发表的论文147-148
- 致谢148
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